公路交叉口交通工程设施优化设计研究

陈 湘

（甘肃省交通科学研究院集团有限公司，兰州 730000）

公路交叉口具有连接道路的作用，且可用于改变行人、车辆方向，并引导车辆合流、分流，尽管路网中公路交叉口的空间占比较小，但该区域交通事故占比却较大。已有研究表明，公路交叉口位置的交通事故数量大约占到了路网交通事故总量的1/3。针对公路交叉口设计展开优化，不仅能够使得道路更加通畅，同时也可降低交通事故风险。

1 公路交叉口的车道、控制方式优化

1.1 公路交叉口的车道优化

研究表明，公路交叉口位置的通行能力约为正常路段的一半，为最大化提升交叉口通行能力，一般可在进出口处适当增加车道数量，在实际工程中可通过减小中央分隔带宽度、降低进口车道宽度等方式来实现。图1 为某公路交叉口布设左转弯车道的示意图。

图1 公路交叉口布设左转弯车道示意图

在对公路交叉口做适当局部调整后，车辆能够更为顺畅地通过该区域，并且减少车流堵塞的发生，使得行车人员能够具有更好的驾驶视野及更高的安全保障。常见的方法有改进平面、纵面及引道线形等。此外，也可基于右转弯交通流量需求改进弯辅助车道设计，除部分右转弯流量较大的路段外，不额外设置右转弯辅助车道。对于左转弯车道的主线偏移段长度较小的情况，可以利用右转弯车道的空间额外设置拓宽式左转弯车道。

1.2 公路交叉口的控制方式优化

在公路交叉口位置设置信号控制灯的主要目的在于使不同流向、类型的交通流在时间上分离，以此缓解交叉口位置车流时间上的冲突，通过合理信号配时能够最大化降低延误的发生；借助交叉口位置交通流管控，能够确保交通流在路网得以重新分配，优化得出合理路线，提升交叉口对于路网整体的调控作用，改善通行能力。可采取以下措施进行优化：调整信号配时及信号相位，采取机非分离设计，限制车辆行驶速度，增设公交专用道、单行车道。

2 公路交叉口的交通标志参数优化

公路交通标志优化的主要目的在于确保行车人员可以快速捕获、识别并读取标志信息。所以，首先应当对行车人员识读交通标志的过程进行分析，其包括了发现、辨认标志并采取动作等操作。

2.1 标志认读距离

按照已有研究资料发现，在不同车辆行驶速度下行车人员识读交通标志的距离有所不同，如图2 所示。

图2 不同车速驾驶员的认读距离

2.2 反应距离

在行车人员识读公路上交通标志的过程中车辆所经过的距离即为反应距离，在不同车辆行驶速度下的反应距离如图3 所示。

图3 驾驶员的反应距离

2.3 行动距离

行车人员按照公路交通标志内容完成变道、减速等动作所需距离即为行动距离。

2.4 视认距离

在一定行驶速度下行车人员看清交通标志时交通标志与车辆间的距离即为视认距离，在不同车辆行驶速度下的视认距离如图4 所示。

图4 不同速度所对应的视认距离

2.5 消失距离

车辆行驶至距交通标志一定距离时，行车人员将无法认清标志内容，这一点所对应位置即为交通标志消失点，消失点与交通标志间距离即为消失距离，不同类型交通标志的消失距离见表1。

表1 各种交通标志的消失距离

而行车人员在识读、认读交通标志的过中也需要花费一定时间，因此行车人员识读完交通标志时所处位置与交通标志位置间距大于消失距离，否则行车人员将难以完成识读过程。同时为确保行车人员交通标志识读过程的可靠性，应当保留足够的前置距离。

3 交叉口交通设施优化设计

3.1 路线改线优化设计

为确保公路交叉口具有足够安全性，其形式最好采用十字交叉。当道路不宜采用斜交时，应当尽可能保证交叉口相交角度大于70°，以此避免出现五路或五路以上公路相交。若需要出现交叉口斜角时，公路交角较大的区域往往更容易满足行车人员视野要求，而在公路交角较小的区域则可通过设置导流岛的方式增大行车人员视野范围，确保交叉口能够构成视距三角形。交叉口的路线改线设计图如图5 所示。

图5 交叉口路线改线设计图

借助平交渠化岛，可以有效压缩中间带并加设左转车道交叉口，并配合斑马线设置二次过街工程岛，如图6 所示。

图6 交叉口渠化岛

3.2 隔离栅优化设计

设置隔离设施的主要目的在于防止路外行人、动物及车辆随意进入公路而导致不必要伤亡，隔离设施的形式较为多样，譬如混凝土墙、植被、隔离栅等都是常见的隔离设施。隔离设施一般布置在公路两旁1 m的范围内，但为确保行车视距符合要求，设施高度一般控制得较低。

伴随公路建设持续发展，我国不仅对交通标志设置提出了更高的要求，同时也需要进一步优化公路沿线景观。公路两侧连续布置隔离栅，且持续出现在行车人员视野范围内，由于其兼具牢固性、美观性且易于维护，目前已经成为我国公路建设中常见的一类隔离设施。下面主要针对隔离栅高度、颜色及结构稳定性展开分析，隔离栅设计如图7 所示。

3.2.1 隔离栅结构设计参数确定

作为结构设计的重要参数，隔离栅高度若设置过高会导致造价较高并引起不必要的成本浪费，且对于公路视距存在一定不利影响，而设置过低则可能难以达到隔离效果。所以隔离栅高度应当充分结合当地实际地形地貌、人流密度等综合确定，一般隔离栅高度变化应避免频繁。

一般而言，隔离栅高度以1.5～2 m 为宜，具体取值需要根据路段实际特点确定，对于城市及附近郊区人流密集路段，譬如运动场、影院、体育馆及学校等场所，隔离栅高度可取为上限2 m，避免行人攀爬、跨越，降低交通事故风险。但在野外人流密度较小路段，隔离栅高度可取为下限1.5 m，防止动物通过，以此达到降低成本的目的。

3.2.2 稳定性

隔离栅稳定性主要表现在结构实际使用寿命等方面，稳定性好的隔离栅往往具有更长的使用寿命，且展现出更为优异的使用效果，在结构设计环节中主要需要考虑外部风荷载及人类活动破坏作用，计算公式如下

式中：p 为隔离栅设计风荷载，N；W 为隔离栅设计风压，Pa；W0为基本风压，Pa，按照JTG D60—2004《公路桥涵设计通用规范》确定取值；S 为公路两旁隔离栅的迎风面积，m2；ρ 为网孔结构隔离栅的折减系数，一般可取在0.5～0.85 范围内。

ρ 的大小主要与隔离栅网孔率相关，并综合考虑地形地势、地理位置等影响，其次需要考虑隔离栅布设位置是否有牵藤植物依附，若网孔太小则不便于维护清除，因此在植被密度较大的区域一般可选择较大孔径，而在植被密度较小的区域则可选择孔径较小。

隔离栅的截面面积可通过风荷载计算得出，风荷载较大位置采用大孔径，风荷载较小位置采用小孔径，可参考表2 确定截面尺寸。

表2 隔离栅支柱截面尺寸要求

3.2.3 隔离栅防腐处理

公路两旁隔离栅镀层主要为热浸镀锌层及锌铝合金镀层2 类。其中热浸镀锌层主要通过连接锌、铁组成原电池，其中锌、铁分别为阳极与阴极。通过牺牲阳极来保护阴极，能够很好地防护铁锈蚀，直至阳极材料损耗完。锌铝合金镀层主要用于公路铁丝网类型的隔离栅，是一类新型防腐材料，较其他防腐技术具有黏附性好、耐腐蚀及抗磨等优势。

3.3 交通标志优化设计

在确保交通标志所传达信息准确有效的前提下，尽可能减少无关信息，以此减少行车人员识读标志信息的时间。行车安全提醒标志改为白底黑字形式，如图8 所示。

图8 标志标牌设计图

4 结束语

总体来看，伴随我国城市化进程不断推进，交通安全也受到越来越多的关注。研究发现，在已有交通事故中公路交通标志起着至关重要作用。可靠合理的标志设计不仅能够优化交通流量，同时还可以有效降低交通事故发生的风险。但从我国目前路网建设的实际情况来看，在设计、布置及维护等方面仍存在不足之处，需要进一步优化适应社会实际需求。为最大化发挥公路安全、高效及便捷的优势，应结合工程实际情况优化交叉口设计。在满足我国现行标准的条件下改善交通标志支撑方式、视认模型等，并对交叉口的隔离设施参数做出优化，保障公路正常安全通行。